Introducere 3 Evolutia tehnologiei 4 Clasificarea nanomaterialelor 5 Caracterizarea nanomaterialelor 6 Procedee de elaborare a nanomaterialelor 10 Domenii de utilizare 12
Introducere O gama variata de termeni, ce prezinta prefixul " nano " , cum ar fi nanoparticula , nanomaterial , nanotehnologie , nanostructurat , nanosinteza descriu anumite materiale si tehnologii , avand proprietati fizico-chimice speciale. Termenul "nano" provine din limba greaca si semnifica o dimensiune foarte mica , egala cu a ?10?^(-9) parte dintr-un intreg. Un nanometru semnifica ?10?^(-9) m sau ?10?^(-3) um, o cantitate extrem de mica cu enorm de multe aplicatii in domeniul tehnologic al secolului XXI. Notiunea de "nanomaterial" nu este complet noua, materiale fin divizate fiind folosite de timp indelungat drept catalizatori. Nanomaterialele sunt considerate a fi constituite din nano-obiecte, nano-particule, nanofibre sau tuburi ce prezinta proprietati specifice la scara nanometrica. Domeniul materialelor nanostructurate anorganice s-a bucurat de un interes crescand, lucru datorat faptului ca nanomaterialele prezinta proprietati electrice, optice, mecanice si magnetice net superioare omologilor lor vrac. Acest fapt poate fi explicat prin aceea ca nanomaterialele au dimensiuni mici, suprafata specifica mare, raport suprafata-volum mare si capacitatea de a forma suprafete reactive foarte rezistente si cu durata mare de viata. Din categoria materialelor nanostructurate, oxizii metalici, in special materialele semiconductoare oxidice cu banda interzisa larga, datorita proprietatilor lor electrice si optice variate, au beneficiat de-a lungul timpului de un interes deosebit. Acestea pot fi transparente in vizibil si infrarosu si pot fi atat izolatoare cat si semiconductoare. Dintre oxizii metalici cu banda larga, o aplicabilitate deosebita o are dioxidul de titan tare. Printre metalele folosite pentru a imbunatati activitatea fotocatalitica a TiO2 in vizibil se numara si vanadiul, studiile realizate pana in prezent aratand ca se produce o imbunatatire destul de mare prin dopare cu acest metal. O explicatie posibila ar fi aceea ca, prin iradiere cu lumina vizibila, centrii de vanadiu excitati doneaza electroni in banda de conductie a TiO2, lucru care permite oxidarea moleculelor adsorbite la suprafata. Vanadiul pare a fi deci un candidat destul de interesant pentru a obtine dioxid de titan dopat care sa prezinte proprietati valoroase Nanomaterialele pot fi metale, ceramice, materiale compozite, polimeri ce prezinta cel putin una din dimensiuni mai mica de 100 nm. Intr-un nanometru pot fi inclusi intre 3 si 5 atomi aliniati, iar prin comparatie diametrul firului de par este de 5 ori mai mare decat o nanoparticula. Un atom de plumb metalic are diametru de 0.35nm, un nanotub de carbon are un diametru cuprins intre 1 si 10nm, iar un fir de par are un diametru de 100 000nm. In timp ce intelegerea stiintifica a nanostructurilor este incompleta si rezerva cercetarilor rezultate neasteptate, materialele nanometrice au fost produse si folosite de om de sute de ani, Vopseaua folosita de tribul Maya reprezinta un material hibrid nanostructurat. Culoarea, rezistenta la acizi si coroziune a acesteia nici pana astazi nu au fost pe deplin explicate. Rosul rubiniu al sticlariei se datoreaza distribuirii nanoparticulelor de aur intr-o matrice de sticla, emailul folosit in olarit, in perioada medievala, continea particule metalice dispersate, ce confereau stralucire si proprietati optice speciale. Materialele ceramice sunt cunoscute si folosite de catre om inca de la inceputurile civilizatiei. Astazi nanoceramicele prezinta proprietati specifice superioare ceramicelor traditionale mai ales la temperaturi la care acestea din urma nu ar fi rezistat. Nu numai materialele ceramice au atras atentia cercetatorilor ci si materialele polimere, sticla, elastomerii, mai ales ca consumabile pentru industria automobilelor. Cauciucul poate fi primul exemplu de produs al nanotehnologie, datorita adaosului de nanoparticule carbon si sulf pentru cresterea durabilitatii. Particulele nanometrice de carbon au dus la modificarea comportamentului cauciucului, producand o adevarata revolutie la sfarsitul secolului 19 si inceputul secolului 20. Evolutia tehnologiei Din punct de vedere istoric, in functie de contributiile aduse de cercetatori, evolutia tehnologiei se poate imparti in trei perioade. Perioada empirica este guvernata de materiale, tehnologii si tehnici la scara macroscopica. Anii ' 60 reprezinta momentul dezvoltarii stiintei materialelor, al intelegerii fenomenelor ce au loc la suprafata materialelor. La inceputul anilor ' 80 se declanseaza o adevarata revolutie a tehnici, cand se dezvolta metodele de elaborare, mijloacele de manipulare si de caracterizare a structurilor nanometrice. Nanotuburile, nanostraturile, nanofirele sunt deocamdata situate la frontiera tehnologiei, pentru ca, in prezent, nu se prevede o manipulare a unor structuri mai mici. Nanotehnologia se poate defini ca fiind ramura tehnologica ce se focalizeaza pe producerea controlata si pe dezvoltarea noilor materiale de precizie la nivel atomic, molecular sau macromolecular, denumite nanomateriale, caracterizarea acestora si integrarea lor in materiale, componente, structuri si arhitecturi mai complexe. In anul 1974, cercetatorul Norio Taniguchi, de la Universitatea din Tokio, a fost cel care a denumit acest nou domeniu ,, nanotehnologie ", facand distinctie intre tehnologia la scara micrometrica ( ce sta la baza producerii dispozitivelor micro-electronice) si cea la scara submicrometrica, ce abia incepea sa se dezvolte.
După plată vei primi prin email un cod de download pentru a descărca gratis oricare alt referat de pe site (vezi detalii).
